Partnerünk, a Maier Heidenheim beszámolója a közös projektről:

Kavarva és mentve

A PTM mechatronics hatékony megoldást fejlesztett ki azon vállalatok számára, amelyeknek nagyszámú tartályban kell Atex körülmények között folyadékokat keverniük. Tartályonként egy keverő helyett egy mozgó légmotor kerül beépítésre, amely az egyes keverőrudakat megfogja. Ez a költségtakarékos újítás Christian Maier forgódugattyús szakember támogatásának köszönhetően valósulhatott meg.

Aki ellátogat az Egenhofenben található PTM mechatronics GmbH-hoz, az Augsburg és München közötti nyugodt vidéki környezetben találja magát. Az idill és az innováció azonban itt nem zárja ki egymást - az 1988-ban alapított vállalat ugyanis a világ egyik legkeresettebb szakosodott beszállítója a speciális környezetben használt légmotorok és megfogóeszközök terén. A robbanásveszélyes területeken, például a vegyszer- és festékgyártásban használt pneumatikus motorok, a fúrótornyokon vagy búvárberendezésekben használt tengervízálló hajtások, az élelmiszer-előállításban használt keverőberendezések rozsdamentes acélmotorjai és a robotoktól a tisztaterekig különféle alkalmazásokhoz használt megragadók: a PTM mechatronics termékei és megoldásai első osztályú hírnevet élveznek mindezen piaci résekben. „A légmotorok fő előnye az elektromos motorokkal szemben, hogy nincsenek szikrák, és az anyag optimálisan igazítható az alkalmazás követelményeihez“ - magyarázza Carsten Angermeyer, a PTM mechatronics tulajdonosa és ügyvezető igazgatója.

Radiáldugattyús motor robbanásbiztos keveréshez

A vállalat egyik különlegessége a motortechnológia: a PTM mechatronics lapátmotorok helyett radiális dugattyúkkal ellátott légmotorokat használ, amelyek a radiális motorhoz hasonlóan a meghajtótengely körül helyezkednek el, és egy forgólapátos vezérléssel kerülnek forgásba. Ez a kialakítás két jelentős előnyt kínál a felhasználónak: kis fordulatszámon is nagy nyomaték érhető el, és a sűrített levegő fogyasztása akár 90 százalékkal alacsonyabb a lapátmotorokhoz képest. „A radiáldugattyús motorjaink akkor válnak igazán hasznossá, amikor robbanásbiztos környezetben lévő keverőkről van szó“ - mondja Angermeyer. A nagy nyomaték lehetővé teszi a viszkózusabb anyagok keverését is, az alacsony sűrített levegőfogyasztás pedig a gyakran szükséges folyamatos üzemben nagymértékű energiaköltség-megtakarítást eredményez.
A vállalatok gyakran nagyszámú folyadéktartályt tárolnak, amelyeket időközönként meg kell keverni - például színek, vegyi anyagok vagy illatanyagok keverésekor. Ilyen esetekben minden egyes tartályhoz egy komplett keverőberendezés beszerzése aránytalanul drága lenne a vállalat számára. A PTM mechatronics egy ügyfélprojekt alapján egy hatékony koncepciót dolgozott ki, amely pontosan ilyen konstellációval rendelkezett: egyetlen motort kellett használni, amelyet egy automatikusan mozgó eszközre szereltek, és a hajtótengelyen egy pneumatikus hárompofás megfogóval láttak el. A motor felváltva helyezkedik el egy tartály fölött, megragadja az abban felfüggesztett keverőrudat, előre meghatározott időn keresztül keveri a folyadékot, majd továbbhalad a következő tartályhoz.

A forgó átvezetés lehetővé teszi az erőátvitelt a forgó megfogóra

Ez trükkös feladat elé állította a PTM mechatronikát: mivel a forgó megfogó a hajtótengelyhez van rögzítve, a sűrített levegőt a fix tengelyházon lévő szelepen keresztül kellett a forgó üreges tengelybe vezetni. Ehhez egy forgódugattyús csatlakozóra van szükség - egy műszakilag igényes termékre, amelyet a Christian Maier GmbH & Co. KG a dél-németországi Heidenheimben specializálódott a fejlesztésre és gyártásra.
„A műszaki keretfeltételeket tekintve gyorsan világossá vált, hogy itt nem jöhet szóba semmilyen szabványos megoldás“ - emlékszik vissza Florian Maier, a Christian Maier ügyvezető igazgatója. Míg a motorgeometriára vonatkozó előírások tervezési módosításokkal megvalósíthatók voltak, a robbanásbiztos környezetben való alkalmazás nagyobb erőfeszítést igényelt. Ott csak Atex-tanúsítvánnyal rendelkező készülékek használata engedélyezett, amelyet csak kiterjedt tesztsorozatok sikeres elvégzése után adnak meg.
Miután egy kezdeti prototípus megmutatta, hogy a Maier forgókar és a PTM motorjai és megfogóegysége közötti kölcsönhatás működik, a Christian Maier-nél megkezdődött a megfelelőségértékelési eljárás.
„Mivel a termékpalettánkon már szerepelnek Atex-tanúsítvánnyal rendelkező forgócsavarok, a meglévő tapasztalatokra támaszkodhattunk“ - jelenti Florian Maier.

Sikeres Atex tanúsítás

Kiterjedt vizsgálatokat kellett végezni annak biztosítására és dokumentálására, hogy a forgó csatlakozó nem okoz túlmelegedést vagy szikrázást. Konkrétan ez az Atex 2G kategóriában a T3 hőmérsékleti osztályt jelentette:
Christian Maiernek olyan biztonságossá kellett tennie a konstrukciót, hogy a forgó egység felületi hőmérséklete soha ne haladja meg a 200 Celsius-fokot mínusz egy biztonsági tartalék. „Ez a határérték a szélsőséges helyzetekre is vonatkozik, amikor előre látható hibák lépnek fel“ - mondja Florian Maier.
Hőmérsékletérzékelők segítségével megfelelő vizsgálatokat végeztek, és többek között szándékosan csapágysérülést okoztak, hogy meghatározzák a forgócsapágy hőmérsékleti viselkedését. Az eredmény: az alkatrész felületi hőmérséklete még a legkedvezőtlenebb körülmények között is jóval a kritikus tartomány alatt maradt. Ezzel szabaddá vált az út a dokumentumok és a jegyzőkönyvek TÜV Süd-hez történő benyújtásához, amely ezt követően kiállította a biztonsági értékelést és az Atex jóváhagyást a forgórészre.

Súrlódási veszteségek minimalizálása

A vizsgálatok részeként optimalizálták a tömörség és a súrlódási veszteségek arányát is. Bár a tömítésre gyakorolt nagy érintkezési nyomás maximális tömítettséget eredményez, növeli a tengely futási ellenállását a forgócsavaros csatlakozáson belül. Rugók segítségével úgy állították be a tömítés érintkezési nyomását, hogy a súrlódási ellenállás és ezáltal az energiafogyasztás a lehető legkisebb legyen, miközben a tömítés funkciója megmarad.
A légmotor, a forgórész és a hárompofás megfogó kombinációjával a PTM mechatronics most egy hatékony koncepciót kínál azon vállalatok számára, amelyeknek korábban vagy nagyszámú keverőbe kellett beruházniuk, vagy az egyes keverők változó használatát kézzel, kevésbé gazdaságos módon kellett kezelniük. „Megoldásunk lehetővé teszi 20, 50 vagy akár több tartály keverésének automatizálását“ - foglalja össze az előnyöket Carsten Angermeyer, a PTM ügyvezető igazgatója. Az Atex tanúsításnak köszönhetően a rendszerek a vegyszer- vagy festékgyártásban is könnyen telepíthetők.

A koncepció átvitele más ágazatokba

A kezdeti projektek pozitív visszhangja után a PTM mechatronics és Christian Maier feltalálói már egy lépéssel előre gondolkodnak. Az élelmiszeriparban - például a tejtermékek vagy az italok gyártása során - is előfordulnak hasonló konstellációk, amelyekben folyadékokat kell nagyszámú tartályban keverni.
„Itt a keverőberendezéseknek általában meg kell felelniük az élelmiszerekkel való érintkezésre vonatkozó FDA-szabványnak, ami nagyon jól megvalósítható sűrített levegős hajtásokkal“ - mondja Carsten Angermeyer. A Christian Maierrel való jó együttműködés a jövőben szükség esetén az FDA által jóváhagyott szerelvényekre is kiterjeszthető.